含氰廢水處理方法研究

苗騰飛，白 楊，師 彬

（1.內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015300；2.巴彥淖爾市烏拉特后旗紫金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾市 015500）

當(dāng)前，各礦產(chǎn)企業(yè)均按照要求采取措施對(duì)含氰廢水進(jìn)行處理，但一些企業(yè)仍然存在超標(biāo)排放現(xiàn)象，因此有必要尋找出一條操作更加簡(jiǎn)單、投入資金更少、處理效果更好的礦山含氰廢水處理技術(shù)。就目前而言，常用的礦山含氰廢水處理方法包括化學(xué)法、物理法、生物法，這些方法自身存在不同形式的優(yōu)缺點(diǎn)，筆者對(duì)近年來礦山含氰廢水處理方法進(jìn)行歸納總結(jié)，為我國礦山含氰廢水處理提供參考。

1 含氰廢水處理主要方法

（1）堿性氯化法。堿性氯化法是目前國內(nèi)外使用最為廣泛的含氰廢水處理方法。該方法去除污水中氰化物的原理是在特定PH值（10～11）環(huán)境下，借助氯氣或漂白粉作用將廢水中的氰化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸寂c氮?dú)?。堿性氯化法具有藥劑來源廣、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)，但該方法缺點(diǎn)是對(duì)工作環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)工作人員傷害較大，且會(huì)產(chǎn)生二次污染物。此外由于該方法需要使用大量的藥劑，因此設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間使用之后極易出現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重現(xiàn)象[1]。1991年，金長(zhǎng)裕金礦成功開發(fā)了酸性液氯法除氰工藝及設(shè)備，該除氰化物法的操作環(huán)境相比堿性氯化法更優(yōu)，處理成本、處理時(shí)間有極大改善。

（2）因科法。因科法是由美國Inco公司于1982年研發(fā)并應(yīng)用，其除去污水中氰化物的原理是利用SO2與空氣具有的氧化作用，把銅離子作為反應(yīng)催化劑將廢水中的氰化物氧化轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3-、NH4+。該去除方法的優(yōu)點(diǎn)是其不僅能夠從貧液中除去大多數(shù)的氯化物，且能夠?qū)⑽鬯写嬖诘蔫F氰絡(luò)合物消除[2]。該方法同時(shí)具有反應(yīng)快、處理效果好、藥劑來源廣等優(yōu)點(diǎn)，但該去除氰化物方法不能回收污水中的有用物質(zhì)，經(jīng)濟(jì)性稍顯不足。

（3）膜分離法。微濾、超濾、納濾、反滲透技術(shù)的應(yīng)用都基于膜分離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。膜分離法的工作原理是借助疏水性材料的分離膜，選擇性地分離吸收經(jīng)酸化處理后的含氰化物廢水。酸化后的含氰化物廢水中的CN-能夠通過，由于具有膜兩側(cè)存在HCN擴(kuò)散化學(xué)位差，因此在化學(xué)位差的作用下，HCN通過膜微孔向堿吸收液中擴(kuò)散。氫氧化鈉與HCN發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成NaCN，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離提純的目的。與常規(guī)的分離法相比，膜分離法具有較高的處理效率、較好的選擇性，但該去除方法成本較高、設(shè)備投資大、電能消耗大以及無法處理膜污染等問題。

（4）輻射法。輻射法是近些年來一種新型的廢水氰化物處理技術(shù)。輻射法的工作原理是通過添加輻射劑將廢水中的氰化根降解為無毒無害或低毒的中間產(chǎn)物，進(jìn)而降低含氰廢水毒性。近年來輻射法不僅用于去除礦產(chǎn)廢水中含氰化物，還用于各種環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。輻射處理技術(shù)是一種較好的手段，該方法在應(yīng)用的過程中不需要添加化學(xué)試劑，處理后的產(chǎn)物不會(huì)出現(xiàn)二次污染，且具有降解效果好、反應(yīng)速度快、降解污染物徹底的特點(diǎn)。但該方法同樣存在輻射劑量高、能耗大、經(jīng)濟(jì)效益低等缺點(diǎn)。

2 含氰廢水處理技術(shù)新進(jìn)展

（1）傳統(tǒng)處理方法研究進(jìn)展。在研究傳統(tǒng)含氰廢水處理方法方面，我國學(xué)者做了大量的實(shí)驗(yàn)分析。李哲浩等結(jié)合臭氧氧化法、催化氧化法與生物處理法提出了一種更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的礦產(chǎn)工業(yè)尾礦庫含氰廢水處理技術(shù)。結(jié)果表明，該深度處理方法能夠消除礦產(chǎn)含氰廢水中的氰化物、硫氰化物、砷以及重金屬元素，且該方法能夠?qū)U水中的重金屬元素進(jìn)行回收，具有較好的經(jīng)濟(jì)效果。劉敏喆利用雙氧水氧化性，針對(duì)經(jīng)氧化處理后的廢水利用石灰調(diào)漿工藝對(duì)樹脂礦漿法提金工藝中產(chǎn)生的SCN-與金屬離子進(jìn)行去除。結(jié)果表明，經(jīng)雙氧水處理后的含氰化物廢水吸附指標(biāo)改善較好。

（2）光催化降解法。光催化降解法的原理是利用多晶半導(dǎo)體氧化物，采用紫外光或太陽輻射的形式將礦產(chǎn)廢水中的氰化物降解成毒性較低的物質(zhì)。

Parga利用TiO2微電極光降解法對(duì)礦產(chǎn)廢水中的氰化物進(jìn)行處理。結(jié)果表明，該方法的降解率高達(dá)93%，降解速度僅需要30min。

（3）充氣膜吸收法。充氣膜吸收法處理廢水中氰化物的原理是利用氫氧化鈉溶液回收廢水中的氰化物，在回收的過程中，利用疏水膜的選擇性將廢水中的氰化物以及PH值較高的吸收液隔離開，HCN轉(zhuǎn)移至接收液中。研究表明，在10min內(nèi)氰化物的回收率高達(dá)90%，平均氰化物轉(zhuǎn)化速率為0.01kg/m3.h。李悅在其研究中提出，PH值、進(jìn)水流速與Cu2+濃度會(huì)對(duì)充氣膜吸收法的處理效果產(chǎn)生影響。

（4）人工濕地法。人工濕地法主要是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)與生物三者之間的協(xié)同作用而達(dá)到凈化廢水中含氰化物的目的。人工濕地法的工藝包括推流式、回流式、階梯進(jìn)水式與綜合式。值得注意的是在使用人工濕地法處理礦山含氰化物廢水時(shí)，應(yīng)盡量選擇具有高耐受性的植被。如香蒲、燈芯草、寬葉香蒲等。Alvarez在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)定人工的濕地系統(tǒng)，對(duì)不同規(guī)模、不同種類條件下的氰化物滲濾液進(jìn)行了研究，并對(duì)不同反應(yīng)器基質(zhì)與流速進(jìn)行了探討。經(jīng)過九個(gè)月的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)人工濕地法去除礦山含氰化物效果較好，能夠去除廢水中大約21.6%的氰化物和98%的銅，并能夠去除礦山含氰化物廢水中的亞硝酸鹽與硝酸鹽。人工濕地法具有投資設(shè)備少、能耗低、美化生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，但存在占地面積大、處理周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

3 提金含氰廢水處理工藝發(fā)展趨勢(shì)分析

（1）多種方法的聯(lián)合應(yīng)用。傳統(tǒng)含氰化物廢水處理技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，且在礦山含氰化物廢水處理中占有重要地位，但傳統(tǒng)的處理技術(shù)存在著各種不足，因此，許多學(xué)者考慮將多種方法聯(lián)合應(yīng)用，發(fā)揮各種處理法的優(yōu)勢(shì)。從目前來看，許多學(xué)者對(duì)多種方法的聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行了研究，并取得了較好的效果。

（2）高效節(jié)能新方法的研發(fā)。雖然說多種方法的聯(lián)合應(yīng)用在一定程度上能夠起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，但不能有效解決傳統(tǒng)礦山含氰化物廢水處理工藝的不足。因此，學(xué)者們需要不斷地尋找更加理想的礦山含氰化物廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)礦山含氰化物廢水處理的高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。

（3）新方法工業(yè)化應(yīng)用研究。對(duì)新方的研究對(duì)促進(jìn)礦山含氰化物廢水的無害化處理具有重要的實(shí)用意義。近年來，光催化、輻照降解技術(shù)以及充氣膜吸收方法的應(yīng)用，取得了巨大的成果，為礦山含氰化物廢水處理提供了新的研究方向。但目前這些處理工藝仍舊處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段，未得到廣泛的應(yīng)用，且這些處理措施依然存在不足。

4 結(jié)語

為更好地處理礦山含氰化物廢水，首先可以采用多種方法的聯(lián)合使用，發(fā)揮各種處理方法優(yōu)勢(shì)，其次，研發(fā)高效節(jié)能新方法，確保礦山含氰化物廢水處理集高效、節(jié)能環(huán)保于一體，最后，新方法工業(yè)化應(yīng)用研究是未來礦山含氰化物廢水工藝研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。